一种用于高温高压储液罐的激光液位仪安装结构的制作方法

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本实用新型涉及液位测量领域，具体涉及一种用于高温高压储液罐的激光液位仪安装结构。


背景技术：

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激光液位仪通过对比其射向容器内液面激光与返回激光的相位差实现液位的实时追踪和测量，具有无接触式实时监测、精度高、响应快、测量范围宽等特点，在工业储液罐中有非常大的应用潜力。
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一般地，激光液位仪的核心元件激光传感器对温度、压力、振动都较为敏感，属于光学精密仪器，其使用温度范围窄(一般在10～40℃)，无法直接承压，且需避免振动。而能源、化工等工业领域中大量储液罐是用于存储高温高压液体，因此常规激光液位仪的严苛使用环境要求限制了其被大规模推广应用的潜力。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于提供一种用于高温高压储液罐的激光液位仪安装结构，该结构可以解决激光液位仪在高温高压储液罐内的安装和测量问题，能够进行高温高压储液罐液位的长期测量。
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为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于高温高压储液罐的激光液位仪安装结构；所述安装结构包括激光液位仪、焊接在高温高压储液罐顶部并与高温高压储液罐连通的耐高温高压测量管路和固定密封在测量管路上端管口的耐压透镜组件，所述耐压透镜组件的核心为激光透射率高且耐高压石英玻璃透镜，所述激光液位仪垂直安装在在耐压透镜组件上部，将其激光发射和接收区域紧密贴合在耐压透镜组件的石英玻璃透镜区域；在测量管路靠近高温高压储液罐的区域设置有水冷盘管，在测量管路上布置球阀，其阀芯的流通截面能够保证激光液位仪发射和反射激光的通过；在测量管路位于球阀上方临近耐压透镜组件的部位设有排气通道，并在排气通道上设置有高压截止阀。
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本实用新型进一步的技术方案：所述耐压透镜组件是由中间层的石英玻璃透镜、布置在石英玻璃透镜两侧的环形密封垫片和布置在环形密封垫片两侧的环形不锈钢法兰盘形成五层夹心结构，耐压透镜组件通过螺栓固定密封在测量管路正对高温高压储液罐的上端口，其石英玻璃透镜中部区域正对测量管路的中空区域形成激光高透的玻璃圆窗，其玻璃圆窗的直径大于激光液位仪的激光发射及接收孔径。
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本实用新型较优的技术方案：所述水冷盘管盘绕在测量管路上。
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本实用新型较优的技术方案：在石英玻璃透镜上镀设有增透膜。
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本实用新型需要在进行液位监测的高温高压储液罐顶部开孔，焊接一段垂直不锈钢测量管路，在测量管路的顶端采用耐压透镜组件进行密封。为了避免高温高压储液罐内高温向耐压透镜组件处传导，影响石英玻璃透镜机械性能及环形密封垫片的密封性能，在测量管路靠近高温高压储液罐的一端，盘绕一段水冷盘管，用于降低测量管路上段区域气
体温度。该水冷盘管还能有效缓解高温高压储液罐上部空间内的高温蒸汽在石英玻璃透镜处的凝结。将激光液位仪的激光发射及接收端头垂直向下，紧贴中心圆窗处的石英玻璃透镜，固定安装在耐压透镜组件上部。激光液位仪透过石英玻璃透镜向高温高压储液罐发射测量激光，通过接收液面处的反射激光，进行液位测量。本实用新型在测量管路靠近耐压透镜组件处布置一个球阀，在开展耐压透镜组件的密封检修及石英玻璃透镜清洁等维护工作前，可以临时关闭球阀，不对下端高温高压储液罐的正常工作产生影响。在测量管路球阀上方的位置设有旁通的排气通道，并设置有高压截止阀，在重新打开球阀进行正常液位测量前，可短暂打开排气通道上的高压截止阀，将测量管道内残留空气排空，以免影响高温高压储液罐内的气体成分。
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本实用新型采用水冷测量管路和耐压透镜组件作为连接组件将激光液位仪安装至高温高压储液罐顶部，隔离了储液罐内的高温高压工质，保证了激光液位仪的工作温度区间，提供了激光测量窗口并防止蒸汽在窗口处凝结。该安装结构简单紧凑，操作方便，便于密封维护及窗口清洁，安装在高温高压储液罐上，可以针对高温高压储液罐液位的长期测量，解决了高温高压储液罐液位测量问题，可极大扩展激光液位仪在高温高压储液罐液位测量领域的应用。
附图说明
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图1为本实用新型的结构示意图；
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图2是本实用新型中耐压透镜组件的结构示意图。
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图中：1-高温高压储液罐，2-测量通道，3-水冷盘管，4-球阀，5-耐压透镜组件，501-石英玻璃透镜，502-环形密封垫片，503-环形不锈钢法兰盘，6-激光液位仪，7-高压截止阀，8-排气通道。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1和图2为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
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在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0016]
实施例提供的一种用于高温高压储液罐的激光液位仪安装结构，如图1所示，针对需进行液位监测的高温高压储液罐1，在其顶部开孔，焊接垂直的不锈钢测量管路2，测量管路2靠近高温高压储液罐1的区域，盘绕一段水冷盘管3。定制一组机械强度满足高温高压储液罐1上限压力的石英玻璃透镜501，并依据激光液位仪激光波长，在石英玻璃透镜上镀增透膜。如图2所示，在石英玻璃透镜501的两侧依次放置环形密封垫片502和环形不锈钢法兰
盘503，组成一个五层夹心结构的耐压透镜组件5，耐压透镜组件5的中心形成一个激光高透的玻璃圆窗。耐压透镜组件5中心玻璃圆窗的直径需大于激光液位仪6的激光发射及接收孔径。沿环形不锈钢法兰盘503布置一圈螺栓，将五层夹心结构的耐压透镜组件5锁定在测量管路2顶部，实现对测量管路2端面的密封。如图1所示，将激光液位仪6的激光发射及接收端头垂直向下，紧贴中心圆窗处的石英玻璃透镜501固定安放在耐压透镜组件5上部。在测量管路2靠近耐压透镜组件5处布置一个球阀4，球阀4的阀芯贯通截面能够保证激光液位仪6发射和反射激光的通过。在测量管路2在球阀4的后端开有旁通的排气通道8，并设置一高压截止阀7。
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本实用新型使用时，使用中需打开水冷盘管3的冷却水，以保证高温高压储液罐1内不会有蒸汽在耐压透镜组件5的圆窗上凝结。球阀4处于开启状态，激光液位仪6通过测量管路2向高温高压储液罐1发射测量激光，通过接收高温高压储液罐1液面处的反射激光，确定高温高压储液罐1内的液位高度。在需要对耐压透镜组件5进行密封检修或针对石英玻璃透镜501进行清洁等维护工作时，关闭球阀4，可以在不影响高温高压储液罐1存储液体的情况下，完成耐压透镜组件5的密封检修和石英玻璃透镜501清洁等维护工作；在维护工作完成后短暂开启排气通道8上的高压截止阀7，将测量管路2内残余的杂质气体排出。
[0018]
综上所述，为本实用新型列举的一个实施例，但本实用新型不仅限于上述实施例，只要以任何相同或相似的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型保护的范围。